Las neuronas hierven mientras dormimos y procesan la información de la misma forma que lo hace Internet.
Cuando enviamos un correo electrónico, incluso a nuestro vecino de enfrente, el mensaje recorre un trayecto que puede atravesar continentes y usar numerosos servidores diferentes a su paso. Todo en cuestión de segundos.
Y si enviamos un segundo mensaje al mismo destinatario, la ruta del mensaje será completamente diferente: el recorrido depende del tráfico de las redes en cada momento.
En el cerebro pasa lo mismo: incluso cuando la información es la misma, las rutas que toma a lo largo del cerebro no son fijas y los nodos cambian constantemente.
Lo han descubierto investigadores del Instituto Nacional de Salud e Investigación Médica de Francia (INSERM), que publican sus resultados en la revista Science Advances.
Consolidando memorias
Ya se sabía que las neuronas están intercambiando información permanentemente, incluso mientras dormimos, momento que aprovecha el cerebro para consolidar la memoria.
El electroencefalograma, que mide la actividad eléctrica general del cerebro, muestra ondas regulares más o menos rápidas dependiendo de la fase del sueño, pero no revela cómo se procesa la información a nivel neuronal mientras dormimos.
Para averiguarlo, el equipo de Christophe Bernard utilizó electrodos para registrar la actividad eléctrica de un centenar de neuronas situadas en el hipocampo y la corteza cerebral.
El hipocampo gestiona la memoria y la navegación. La corteza cerebral procesa la percepción, la imaginación, el pensamiento, el juicio y la decisión. Las señales eléctricas que parten de las neuronas de ambas regiones cerebrales son las que llevan la información.
"De acuerdo con la regularidad de las ondas en el encefalograma, imaginamos que las neuronas funcionaban de manera muy precisa y repetitiva para transmitir la información o almacenarla (como una máquina industrial bien afinada). Pero las grabaciones muestran que en realidad no es así", explica Christophe Bernard en un comunicado.
Cuando enviamos un correo electrónico, incluso a nuestro vecino de enfrente, el mensaje recorre un trayecto que puede atravesar continentes y usar numerosos servidores diferentes a su paso. Todo en cuestión de segundos.
Y si enviamos un segundo mensaje al mismo destinatario, la ruta del mensaje será completamente diferente: el recorrido depende del tráfico de las redes en cada momento.
En el cerebro pasa lo mismo: incluso cuando la información es la misma, las rutas que toma a lo largo del cerebro no son fijas y los nodos cambian constantemente.
Lo han descubierto investigadores del Instituto Nacional de Salud e Investigación Médica de Francia (INSERM), que publican sus resultados en la revista Science Advances.
Consolidando memorias
Ya se sabía que las neuronas están intercambiando información permanentemente, incluso mientras dormimos, momento que aprovecha el cerebro para consolidar la memoria.
El electroencefalograma, que mide la actividad eléctrica general del cerebro, muestra ondas regulares más o menos rápidas dependiendo de la fase del sueño, pero no revela cómo se procesa la información a nivel neuronal mientras dormimos.
Para averiguarlo, el equipo de Christophe Bernard utilizó electrodos para registrar la actividad eléctrica de un centenar de neuronas situadas en el hipocampo y la corteza cerebral.
El hipocampo gestiona la memoria y la navegación. La corteza cerebral procesa la percepción, la imaginación, el pensamiento, el juicio y la decisión. Las señales eléctricas que parten de las neuronas de ambas regiones cerebrales son las que llevan la información.
"De acuerdo con la regularidad de las ondas en el encefalograma, imaginamos que las neuronas funcionaban de manera muy precisa y repetitiva para transmitir la información o almacenarla (como una máquina industrial bien afinada). Pero las grabaciones muestran que en realidad no es así", explica Christophe Bernard en un comunicado.
Distribución equilibrada de tareas
Lejos de la supuesta organización estática y lineal, los grupos de neuronas se organizan cada poco tiempo para almacenar y transmitir información, y se turnan constantemente para desempeñar diferentes funciones. Y dentro de cada grupo, solo unas pocas neuronas juegan un papel importante.
Solo la mitad de las neuronas desempeñan un papel relevante en el procesamiento de la información, pero no son siempre las mismas. “No hay una jerarquía establecida dentro de las neuronas, sino una distribución equilibrada de roles ", añade Christophe Bernard.
El otro descubrimiento importante es que, durante un momento dado, la información no siempre sigue el mismo camino cerebral.
"Fue una sorpresa porque la teoría dominante era que la transferencia de información seguía un camino fijo. Sin embargo, nos encontramos con que este no es el caso. En el cerebro, las parejas con las que intercambia una neurona fluctúan de un momento a otro. Es un poco como internet”, dice el investigador.
Lenguaje neuronal decodificado
Finalmente, este trabajo ha decodificado el tipo de lenguaje que hablan las neuronas, capaz de formular mensajes coherentes a partir de una palabra.
Aunque el significado de las palabras y las oraciones aún se escapa a los investigadores, han podido establecer que el lenguaje hablado por las neuronas es complejo, lo que hace posible el procesamiento de la información.
Un lenguaje simple contiene muy pocas palabras y es fácil de aprender, pero no puede transmitir nociones complejas. Un lenguaje caótico contiene una palabra para cada situación posible, pero es imposible de aprender.
Ninguno de estos modelos de lenguaje es propio de las neuronas, que han optado por un lenguaje complejo, similar al de las lenguas humanas.
Por este motivo, pueden transmitir nociones complejas, incluso en el momento en el que el sueño humano es más complejo: durante la fase REM o sueño paradójico, se procesan ondas cerebrales desincronizadas rápidas y de bajo voltaje.
Esta investigación representa un paso más en la tarea se desentrañar los misterios del cerebro y sus autores se proponen averiguar también cómo se organizan las neuronas cuando despertamos, realizamos tareas o padecemos alguna patología.
Particularmente se proponen investigar si existe una relación entre la complejidad del lenguaje neuronal y la pérdida de memoria en sujetos epilépticos.
Lejos de la supuesta organización estática y lineal, los grupos de neuronas se organizan cada poco tiempo para almacenar y transmitir información, y se turnan constantemente para desempeñar diferentes funciones. Y dentro de cada grupo, solo unas pocas neuronas juegan un papel importante.
Solo la mitad de las neuronas desempeñan un papel relevante en el procesamiento de la información, pero no son siempre las mismas. “No hay una jerarquía establecida dentro de las neuronas, sino una distribución equilibrada de roles ", añade Christophe Bernard.
El otro descubrimiento importante es que, durante un momento dado, la información no siempre sigue el mismo camino cerebral.
"Fue una sorpresa porque la teoría dominante era que la transferencia de información seguía un camino fijo. Sin embargo, nos encontramos con que este no es el caso. En el cerebro, las parejas con las que intercambia una neurona fluctúan de un momento a otro. Es un poco como internet”, dice el investigador.
Lenguaje neuronal decodificado
Finalmente, este trabajo ha decodificado el tipo de lenguaje que hablan las neuronas, capaz de formular mensajes coherentes a partir de una palabra.
Aunque el significado de las palabras y las oraciones aún se escapa a los investigadores, han podido establecer que el lenguaje hablado por las neuronas es complejo, lo que hace posible el procesamiento de la información.
Un lenguaje simple contiene muy pocas palabras y es fácil de aprender, pero no puede transmitir nociones complejas. Un lenguaje caótico contiene una palabra para cada situación posible, pero es imposible de aprender.
Ninguno de estos modelos de lenguaje es propio de las neuronas, que han optado por un lenguaje complejo, similar al de las lenguas humanas.
Por este motivo, pueden transmitir nociones complejas, incluso en el momento en el que el sueño humano es más complejo: durante la fase REM o sueño paradójico, se procesan ondas cerebrales desincronizadas rápidas y de bajo voltaje.
Esta investigación representa un paso más en la tarea se desentrañar los misterios del cerebro y sus autores se proponen averiguar también cómo se organizan las neuronas cuando despertamos, realizamos tareas o padecemos alguna patología.
Particularmente se proponen investigar si existe una relación entre la complejidad del lenguaje neuronal y la pérdida de memoria en sujetos epilépticos.
Referencia
Computing hubs in the hippocampus and cortex. Wesley Clawson et al. Science Advances 26 Jun 2019: Vol. 5, no. 6, eaax4843. DOI: 10.1126/sciadv.aax4843
Computing hubs in the hippocampus and cortex. Wesley Clawson et al. Science Advances 26 Jun 2019: Vol. 5, no. 6, eaax4843. DOI: 10.1126/sciadv.aax4843